張東輝，許永華，王忠明，是文輝，董 翔，趙紅艷，李建瑛，李佳佳，馬 娜，石勇峰

根據(jù)大型復(fù)合低壓艙特點(diǎn)完善操作規(guī)程設(shè)計(jì)

張東輝，許永華，王忠明，是文輝，董 翔，趙紅艷，李建瑛，李佳佳，馬 娜，石勇峰

目的：根據(jù)大型復(fù)合低壓艙的特點(diǎn)，制定出切合實(shí)際、可操作性強(qiáng)的操作規(guī)程，確保大型復(fù)合低壓艙能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。方法：通過(guò)手動(dòng)和自動(dòng)控制，試運(yùn)行具有低壓、低溫、高溫、干燥和紫外線消毒功能的大型復(fù)合低壓艙，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)功能和組合功能，探究其運(yùn)行特點(diǎn)，找尋最佳方案，完善操作規(guī)程。結(jié)果：（1）完善了大型復(fù)合低壓艙模擬高寒環(huán)境功能的操作規(guī)程；（2）完善了大型復(fù)合低壓艙模擬低壓環(huán)境時(shí)，多艙聯(lián)合使用及備用泵使用的操作規(guī)程；（3）完善了大型復(fù)合低壓艙5大功能組合模擬復(fù)合自然環(huán)境的操作規(guī)程；（4）完善了大型復(fù)合低壓艙真空泵使用和保養(yǎng)的操作規(guī)程。結(jié)論：根據(jù)大型復(fù)合低壓艙特點(diǎn)，完善了操作規(guī)程，使實(shí)驗(yàn)艙各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)、更加安全穩(wěn)定。

低壓艙；溫度；缺氧；紫外線；操作規(guī)程

0 引言

我院研制的大型復(fù)合低壓艙能模擬從地面到10 000m高的某一海拔高度環(huán)境，還能模擬出高溫、低溫、干熱、強(qiáng)紫外線輻射等環(huán)境。該艙環(huán)境控制系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)可獨(dú)立控制，也可以聯(lián)合控制，可模擬出10余種復(fù)合環(huán)境，滿足在多因素復(fù)合環(huán)境條件下的實(shí)驗(yàn)研究要求[1]，從而可以模擬西北高原高寒、沙漠戈壁特殊自然環(huán)境條件，用于基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)治療及高原生理學(xué)、高原運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和高原設(shè)備試驗(yàn)[2]。該設(shè)備現(xiàn)已投入試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)5次試運(yùn)行（最短14d，最長(zhǎng)115 d），對(duì)設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)了解得較為充分，進(jìn)一步完善了操作規(guī)程，為確保大型復(fù)合低壓艙能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 大型復(fù)合低壓艙特點(diǎn)及規(guī)程設(shè)計(jì)

1.1 水質(zhì)差，將影響低壓艙模擬高寒環(huán)境的功能實(shí)現(xiàn)

我院大型多功能低壓艙實(shí)現(xiàn)模擬高寒功能的制冷散熱用水采用循環(huán)水。水泵將從循環(huán)水池中抽出的水送入高寒環(huán)境制冷機(jī)組，經(jīng)高寒環(huán)境制冷機(jī)后帶有熱量的水進(jìn)入水汽熱量交換裝置，利用排向外界的冷氣對(duì)從制冷機(jī)組流出的水進(jìn)行初步降溫；經(jīng)初步降溫的水直接流入冷卻塔進(jìn)行第二次降溫，然后流回循環(huán)水池（如圖1所示）。由于冷卻塔位于室外，泥沙雜物易溶于水中，少量樹(shù)葉草棒也隨冷卻塔中的水進(jìn)入蓄水池，使水質(zhì)易變差。含有泥沙等雜物的水極易堵塞制冷設(shè)備的熱交換系統(tǒng)和水汽熱量交換裝置，導(dǎo)致水流不暢，制冷設(shè)備壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量不能被有效降低，壓縮機(jī)無(wú)法啟動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)模擬高寒的功能。為此，針對(duì)水質(zhì)問(wèn)題，在操作規(guī)程中增加了以下內(nèi)容。

1.1.1 使用實(shí)驗(yàn)艙高寒功能時(shí)增添的操作規(guī)程

每個(gè)月需把水放掉，洗凈蓄水池淤泥，重新放自來(lái)水。在冷卻塔底部加裝可過(guò)濾泥沙的海綿墊，每2～3周清洗或更換1次。

1.1.2 保護(hù)高寒環(huán)境制冷機(jī)組的操作規(guī)程

為了減少水質(zhì)對(duì)制冷機(jī)組的影響，在循環(huán)系統(tǒng)中安裝了3個(gè)手閥（如圖1所示）。使用實(shí)驗(yàn)艙高寒功能時(shí)，關(guān)閉圖1中的1#手閥，打開(kāi)2#手閥和3#手閥（打開(kāi)3#手閥使真空泵保持正常運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)高寒艙內(nèi)空氣流動(dòng)帶走實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢氣，保持艙內(nèi)空氣濃度始終處于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，從而更加真實(shí)模擬自然環(huán)境），使水流經(jīng)制冷機(jī)組；平時(shí)不使用實(shí)驗(yàn)艙高寒功能時(shí)，關(guān)閉圖1中的2#手閥，打開(kāi)1#手閥和3#手閥，使水不經(jīng)過(guò)制冷機(jī)組，而是由水泵從循環(huán)水池直接將水抽到冷卻塔，對(duì)制冷機(jī)組起到一定的保護(hù)作用[3]。

圖1 水循環(huán)示意圖（箭頭為水流方向）

每次制冷功能使用完畢后，關(guān)閉圖1中的1#手閥和3#手閥，打開(kāi)2#手閥，加大流過(guò)制冷機(jī)組和水汽熱量交換裝置的水流量，盡可能地帶走沉積物，延長(zhǎng)制冷機(jī)組和水汽熱量交換裝置的使用壽命。長(zhǎng)期使用實(shí)驗(yàn)艙高寒功能時(shí)，每個(gè)月清洗1次。制冷裝置前端過(guò)濾網(wǎng)，每2周清理1次。

1.2 實(shí)現(xiàn)模擬低壓環(huán)境的功能時(shí)，可多艙聯(lián)合使用

我院大型復(fù)合低壓艙包括高溫艙、過(guò)渡艙、低溫艙，3個(gè)艙構(gòu)成1個(gè)整體實(shí)驗(yàn)艙（如圖2所示）。實(shí)現(xiàn)模擬低壓環(huán)境的功能時(shí)可單獨(dú)使用高溫艙、過(guò)渡艙、低溫艙，也可高溫艙與過(guò)渡艙、低溫艙與過(guò)渡艙聯(lián)合使用，還可高溫艙、過(guò)渡艙、低溫艙3艙聯(lián)合使用。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐，我們優(yōu)化了操作規(guī)程，使實(shí)驗(yàn)艙模擬低壓環(huán)境更加安全穩(wěn)定[4-7]。

圖2 實(shí)驗(yàn)艙布局圖

1.2．1 三艙單獨(dú)使用的操作規(guī)程

（1）高溫艙：打開(kāi)圖2中的1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，使用1#和2#真空泵，SV5、SV6電磁閥開(kāi)放，其余電磁閥關(guān)閉。

（2）低溫艙：打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，使用1#和2#真空泵，SV4、SV7電磁閥開(kāi)放，其余電磁閥關(guān)閉。

（3）過(guò)渡艙：使用3#與4#真空泵。SV3、SV8電磁閥開(kāi)放，其余電磁閥關(guān)閉。

1.2．2 三艙聯(lián)合使用的操作規(guī)程

（1）高溫艙與過(guò)渡艙聯(lián)用：①先降低高溫艙壓力，然后當(dāng)過(guò)渡艙降至相同壓力時(shí)，高溫艙使用1#和2#真空泵，打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，SV5、SV6電磁閥開(kāi)放；過(guò)渡艙使用3#與4#真空，SV3、SV8電磁閥開(kāi)放。②高溫艙與過(guò)渡艙同時(shí)降低壓力時(shí)，使用1#和2#真空泵，打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，SV5、SV6電磁閥開(kāi)放。

（2）低溫艙與過(guò)渡艙聯(lián)用：①首先降低低溫艙壓力，然后待過(guò)渡艙降至相同壓力時(shí)，低溫艙使用1#和2#真空泵，打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，SV4、SV7電磁閥開(kāi)放；過(guò)渡艙使用3#與4#真空，SV3、SV8電磁閥開(kāi)放。②低溫艙與過(guò)渡艙同時(shí)降低壓力時(shí)，使用1#和2#真空泵，打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，SV4、SV7電磁閥開(kāi)放。

（3）高溫艙、低溫艙、過(guò)渡艙聯(lián)用：使用1#和2#真空泵，打開(kāi)1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥，SV5、SV6或SV4、SV7電磁閥開(kāi)放。

1.2．3 使用備用泵的操作規(guī)程

如果1#、2#真空泵在運(yùn)行中有1臺(tái)發(fā)生故障，3#、4#真空泵可作為備用泵使用。由于1#、2#真空泵功率為22 kW，3#、4#真空泵功率為11 kW，故只有在緊急情況下才使用備用泵方案。

緊急情況一：高溫艙減壓時(shí)，如果1#真空泵發(fā)生故障，3#真空泵替代1#真空泵，與2#真空泵聯(lián)用，打開(kāi)SV2、SV5、SV6電磁閥，其余電磁閥關(guān)閉；如果2#真空泵發(fā)生故障，則首先關(guān)閉1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥門(mén)，3#真空泵替代2#真空泵，與1#真空泵聯(lián)用，打開(kāi)SV2、SV5、SV6電磁閥，其余電磁閥關(guān)閉。

緊急情況二：低溫艙減壓時(shí)，如果1#真空泵發(fā)生故障，則首先關(guān)閉1#與2#真空泵間的手動(dòng)閥門(mén)，4#真空泵替代1#真空泵，與2#真空泵聯(lián)用，打開(kāi)SV1、SV4、SV7電磁閥，其余電磁閥關(guān)閉；如果2#真空泵發(fā)生故障，4#真空泵替代2#真空泵，與1#真空泵聯(lián)用，打開(kāi)SV1、SV4、SV7電磁閥，其余電磁閥關(guān)閉。

1.3 低壓、低溫、高溫、干燥、紫外線5大功能組合可以模擬復(fù)合的自然環(huán)境

模擬復(fù)合的自然環(huán)境是我院大型復(fù)合低壓艙的主要特點(diǎn)（見(jiàn)表1）。

表1 大型復(fù)合低壓艙各實(shí)驗(yàn)艙功能一覽表

經(jīng)過(guò)反復(fù)操作和不斷總結(jié)，增加了以下操作規(guī)程：

（1）凡涉及低壓與低溫、高溫、干燥相組合的環(huán)境模擬，要先使低溫、高溫、干燥達(dá)到預(yù)定值后，再開(kāi)低壓設(shè)備。如果在實(shí)現(xiàn)以上功能的同時(shí)開(kāi)低壓設(shè)備，無(wú)論通風(fēng)量大小，均會(huì)帶走部分溫度和濕度，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)復(fù)合環(huán)境的時(shí)間長(zhǎng)，甚至難以達(dá)到預(yù)定值。

（2）凡涉及紫外線的環(huán)境組合，要開(kāi)啟真空泵，加大通風(fēng)量。因?yàn)樽贤饩€會(huì)產(chǎn)生臭氧，可以通過(guò)加大通風(fēng)量，減少臭氧含量。

（3）高溫實(shí)驗(yàn)和低溫實(shí)驗(yàn)不能同時(shí)操作，易造成艙體變形過(guò)大，影響實(shí)驗(yàn)艙的使用壽命。

1.4 真空泵是低壓艙的心臟，保護(hù)真空泵就可延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)艙的使用壽命

大型復(fù)合低壓艙有4臺(tái)真空泵，2臺(tái)為22 kW，2臺(tái)為11 kW，均位于地下室（如圖3所示）。由于其體積和質(zhì)量較大，多在地下室封頂前吊裝至地下室。一旦真空泵出現(xiàn)故障，只能維修，難以更換。更重要的是真空泵是低壓艙的心臟，所以維護(hù)真空泵的正常運(yùn)行，是保證艙內(nèi)低壓功能及輔助功能安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。為此，在設(shè)計(jì)上增添了以下操作規(guī)程。

圖3 地上艙體部分與地下機(jī)組部分布局圖

1.4.1 實(shí)驗(yàn)前，計(jì)算實(shí)驗(yàn)艙最小通風(fēng)量

每次實(shí)驗(yàn)前，計(jì)算動(dòng)物數(shù)量與最小通風(fēng)量。以大鼠為例，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出以下公式：y= 8.055e0.012x，其中y為通氣量，x為實(shí)驗(yàn)大鼠數(shù)量。通過(guò)科學(xué)地計(jì)算通風(fēng)量，從而達(dá)到既不增大真空泵運(yùn)行功率，不加大真空泵的負(fù)荷，又能延長(zhǎng)真空泵的使用壽命的目的。

1.4.2 加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，防止真空泵震動(dòng)

真空泵在運(yùn)行過(guò)程中如產(chǎn)生震動(dòng)，將會(huì)出現(xiàn)偏斜，真空泵軸承將被磨損。所以，在使用真空泵前要緊固真空泵周邊4個(gè)受力點(diǎn)的緊固螺母，啟動(dòng)后檢查是否有震動(dòng)；在使用過(guò)程中每2周要緊固1次，同時(shí)每日要記錄真空泵是否有震動(dòng)。

2 結(jié)果分析

結(jié)合大型復(fù)合低壓艙的特點(diǎn)設(shè)計(jì)完善的操作規(guī)程，達(dá)到以下效果：

（1）完善了大型復(fù)合低壓艙模擬高寒功能的操作規(guī)程，從水質(zhì)這個(gè)源頭著手，使制冷機(jī)組可以隨時(shí)開(kāi)啟使用，保證了實(shí)驗(yàn)艙模擬高寒功能的實(shí)現(xiàn)。

（2）完善了大型復(fù)合低壓艙模擬低壓環(huán)境多艙聯(lián)合使用和備用泵使用的操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)艙模擬低壓環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。

（3）完善了大型復(fù)合低壓艙5大功能組合模擬

（????）（????）復(fù)合自然環(huán)境的操作規(guī)程，使模擬復(fù)合自然環(huán)境的功能得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)節(jié)約了能源，排除了實(shí)驗(yàn)中的干擾因素，延長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)艙的使用壽命。

（4）完善了大型復(fù)合低壓艙真空泵的使用和保養(yǎng)操作規(guī)程，通過(guò)科學(xué)計(jì)算通風(fēng)量和加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，延長(zhǎng)了真空泵的使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)大型復(fù)合低壓艙特點(diǎn)，完善了操作規(guī)程，實(shí)驗(yàn)艙模擬高原、高寒、高熱、高紫外線等獨(dú)立或復(fù)合環(huán)境功能更加科學(xué)、更加安全穩(wěn)定，為在艙內(nèi)完成多樣化的醫(yī)學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和西北部隊(duì)平、戰(zhàn)條件下的衛(wèi)勤保障研究任務(wù)提供了保障[8]。

[1]許永華，張東輝，王忠明，等．大型低壓低氧干熱高紫外線復(fù)合低壓艙的研制[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2011，32（11）：33-35．

[2]許永華，張瓊，曹金軍，等．創(chuàng)建大型復(fù)合低壓艙擴(kuò)大醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)種類[J]．中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志，2012，22（7）：60-63.

[3]GB/T 50274—1998 制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[4]GB 150—1998 鋼制壓力容器[S].

[5]HG 20583—1998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定[S].

[6]GB/T 1236—2000 工業(yè)通風(fēng)機(jī)用空氣動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)方法[S].

[7]JB 2421—1989 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)程總則[S].

[8]施雪偉，朱劍，王毅，等.衛(wèi)生裝備高原適應(yīng)性訓(xùn)練性能分析[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（6）：89-90.

（收稿：2013-02-28 修回：2013-05-10）

Operating procedure design based on features of large com posite hypobaric chamber

ZHANG Dong-hui1,XU Yong-hua1,WANG Zhong-ming1,SHIWen-hui1,DONG Xiang1, ZHAO Hong-yan1,LIJian-ying1,LIJia-jia1,MA Na1,SHIYong-feng2
(1.UrumqiGeneral Hospital of Lanzhou Military Area Command,Urumqi830000,China; 2.Tuha Oilfield Hospital,Urumqi830002,China)

Objective To design practical and operable operating procedure to ensure the stability and persistence of the large composite hypobaric chamber.Methods Trials with manual and automatic control were performed to explore the realization and combination of the functions of the chamber,including low pressure,low temperature,high temperature, drying and ultraviolet disinfection.Then the features were studied to determine the optimal scheme for operating procedure.Results The operation procedures of the large composite hypobaric chamber were completed for simulating severe cold condition,combing multi chambers,applying standby pump when low-pressure condition simulated, simulating complex natural environment by mixing five functions,as well as for utilizing and maintaining vacuum pump. Conclusion The operating procedures of the large composite hypobaric chamber are improved to implement all the functions stably and safely.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（7）：37-39，82]

hypobaric chamber;temperature;hypoxia;ultraviolet;operating procedure

R318.6；R197.39

A

1003-8868（2014）07-0037-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.037

總后衛(wèi)生部“十一五”重大專項(xiàng)課題（08Z004）

張東輝（1969—），男，碩士，主管技師，主要從事實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作與管理方面的研究工作，E－mail：582613863@qq.com。

830000烏魯木齊，蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院（張東輝，許永華，王忠明，是文輝，董 翔，趙紅艷，李建瑛，李佳佳，馬 娜）；830002烏魯木齊，吐哈油田醫(yī)院（石勇峰）

許永華，E-mail：xyh821023@sina.com